Wzrost wykładniczy a wzrost logistyczny
Wzrost liczby ludności to zmiana wielkości populacji w pewnym okresie. Tempo wzrostu populacji to zmiana liczby osobników w jednostce czasu. Współczynnik ten jest zasadniczo określany przez współczynnik urodzeń (współczynnik dodawania nowych osobników do populacji) i współczynnik umieralności (współczynnik opuszczania populacji). Wielkość populacji nigdy nie rośnie w nieskończoność ze względu na ograniczenia zasobów, takich jak światło, woda, przestrzeń i składniki odżywcze, a także obecność konkurentów. Wzrost populacji można wyjaśnić dwoma prostymi modelami wzrostu; wzrost wykładniczy i wzrost logistyczny.
Wzrost wykładniczy
Wzrost wykładniczy definiuje się jako wzrost populacji, w którym liczba osobników gwałtownie przyspiesza, nawet jeśli tempo wzrostu pozostaje stałe, co ostatecznie skutkuje eksplozją populacji. Tutaj sam współczynnik urodzeń określonej populacji determinuje tempo jej wzrostu. Dostępność zasobów jest czynnikiem ograniczającym ten wzrost. Kiedy wykreślimy liczbę osobników w funkcji czasu, otrzymamy krzywą charakterystyczną w kształcie litery J dla wykładniczego wzrostu. Zgodnie z krzywą wzrost zaczyna się powoli, a następnie przyspiesza wraz ze wzrostem liczby ludności. W prawdziwych populacjach zarówno żywność, jak i przestrzeń stają się ograniczone, gdy populacja staje się zatłoczona. Dlatego model ten jest bardziej idealistyczny, w przeciwieństwie do logistycznego modelu wzrostu i czasami ma zastosowanie do kultur bakteryjnych, które mają nieograniczone zasoby.
Rozwój logistyczny
Wzrost logistyczny obejmuje wykładniczy wzrost populacji, po którym następuje stałe lub ustalone tempo wzrostu. Kiedy populacja osiąga swoją pojemność, jej tempo wzrostu znacznie spada ze względu na ograniczoną dostępność zasobów dla każdej nowej osoby. Nośność to wielkość, w której populacja ostatecznie się stabilizuje. W tym czasie tempo wzrostu tej populacji waha się nieco powyżej i poniżej nośności. Ten model jest bardziej realistyczny i można go zastosować do wielu populacji żyjących na Ziemi.
Jaka jest różnica między wzrostem wykładniczym a wzrostem logistycznym?
• Charakterystyczna krzywa wzrostu wykładniczego skutkuje krzywą wzrostu w kształcie litery J, podczas gdy wzrost logistyczny daje krzywą wzrostu w kształcie esicy lub litery S.
• Logistyczny model wzrostu dotyczy populacji, która zbliża się do jej zdolności przenoszenia, podczas gdy wykładniczy model wzrostu dotyczy populacji, która nie ma limitu wzrostu.
• Wzrost logistyczny kończy się nieznacznie stałym tempem wzrostu populacji (kiedy tempo wzrostu populacji osiąga swoją nośność), podczas gdy wzrost wykładniczy kończy się eksplozją populacji.
• Wzrost logistyczny można zaobserwować w wielu populacjach i jest bardziej realistyczny niż wzrost wykładniczy. Wzrost wykładniczy lepiej nadaje się do kultur bakteryjnych, które mają nieograniczone zasoby, takie jak przestrzeń i żywność.
• Nie ma górnej granicy dla wykładniczego modelu wzrostu, podczas gdy nośność populacji jest górną granicą logistycznego modelu wzrostu.
